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1、華豐煤礦沖擊地壓事故綜合剖析——山東新汶礦業(yè)集團公司華豐煤礦礦井概況礦井生產(chǎn)條件華豐煤礦是一個具有水、火、瓦斯、煤塵、沖擊地壓多種自然災害的斜井多水平開拓礦井,共有5個生產(chǎn)水平,前后組煤聯(lián)合開采,目前第5水平為主要開采水平。前組煤的4層、6層煤為主采煤層,主要生產(chǎn)采區(qū)為一采區(qū)。礦井地面標高+130m,回采工作面采深達1140米,礦井開拓深度達1200余米。煤層賦存情況4層煤具有嚴重沖擊傾向性,1層、6層煤具有中等沖擊傾向性,已在4層煤的多個工作面發(fā)生過沖擊地壓,1層、6層煤沒有發(fā)生過沖擊現(xiàn)象。4、6層煤為礦井主采煤層,煤巖層平均傾角為330。見煤巖層柱狀圖。礦井概
2、況礦井地層剖面圖沖擊地壓發(fā)生情況(截至08年底)首次沖擊地壓:1992年3月8日2406(1)工作面上平巷,上平巷標高為-538m0.5級以上沖擊地壓:28000余次1.0級以上沖擊地壓:2900余次1.5級以上沖擊地壓:495余次大于2.0級:7次最大震級:2.9級破壞性沖擊地壓:108次造成工作面停產(chǎn):12次多人傷亡事故:4起累計傷亡:43人重傷,9人死亡。沖擊地壓破壞情況破壞巷道:破壞巷道2000余米,摧毀巷道600余米。巷道斷面收縮率達75%以上,破壞嚴重區(qū)域頂?shù)装彘]合,僅能通風。破壞工作面:破壞回采工作面400余米。共損壞單體液支柱550余根,鉸接頂梁6
3、00余根。破壞設(shè)備:嚴重損壞了多臺機電設(shè)備、設(shè)施及多道通防設(shè)施。直接經(jīng)濟損失8000千余萬元。06年“9.9沖擊地壓”事故現(xiàn)場典型沖擊地壓事故(1)1996年4月27日,1407(1)工作面過上階段采區(qū)煤柱期間在上平巷發(fā)生2.9級沖擊地壓,造成10人重傷、1人輕傷,損壞巷道100余米,工作面停產(chǎn)3天。典型沖擊地壓事故(2)2001年3月10日3406工作面于發(fā)生1.7級沖擊地壓,造成1人重傷12棵柱子歪斜局部冒頂。(3)2001年7月5日,3406(1)工作面正常推采期間在下出口發(fā)生1.7級沖擊地壓,造成12人重傷,損壞巷道60余米,工作面停產(chǎn)1天。(4)2001
4、年11月3日3407(1)工作面推采83m時在工作面下出口發(fā)生了1.9級沖擊地壓,造成13人重傷、1人死亡,損壞巷道100余米,工作面被迫停產(chǎn)封面。典型沖擊地壓事故(5)2006年9月9日1410上平巷掘進頭發(fā)生一起2.0級沖擊地壓,造成2人死亡,2人重傷,摧毀巷道71米。沖擊地壓發(fā)生原因分析沖擊地壓發(fā)生內(nèi)因煤層具有沖擊傾向性。沖擊傾向性鑒定結(jié)果表明4層煤具有強烈沖擊傾向性,其直接頂具有中等沖擊傾向性。上覆巖層活動是發(fā)生沖擊地壓的主要力源。4層煤平均厚6.4米,頂板以上28m有一層厚為4-5m厚的中砂巖,堅硬中砂巖的懸臂、垮落是4層煤積聚彈性能的主要原因。華豐井田
5、煤系地層以上為500~800m礫巖層,礫巖層堅硬整體性強,其斷裂跨落對下部的煤巖體產(chǎn)生沖擊載荷,是4層煤工作面發(fā)生沖擊地壓的主要力源。沖擊地壓發(fā)生內(nèi)因采深大,應力高是發(fā)生沖擊地壓的必要條件。華豐煤礦首次沖擊地壓發(fā)生在-538m水平,垂深為668m,目前礦井最大開采深度為1230m,4層煤工作面開采深度已達1050m,上覆巖層的自重應力已超過4層煤的抗壓強度。同時華豐煤礦深部水平構(gòu)造應力較高,最大水平應力為33~42Mpa。較高的原巖應力為4層煤發(fā)生沖擊地壓提供了基礎(chǔ)條件。沖擊地壓發(fā)生外因煤柱集中應力的影響。為滿足防火要求,4層煤采空區(qū)之間留有隔離煤柱,煤柱內(nèi)部的疊
6、加應力為煤層沖擊提供了應力條件。4層煤柱內(nèi)應力峰值與煤柱寬度關(guān)系曲線沖擊地壓發(fā)生外因工作面采動集中應力和周期來壓的影響。4層煤工作面最大超前支承壓力集中范圍為5—35m,超前采動壓力影響范圍達120-150m。工作面采動集中應力對沖擊地壓影響較為明顯,采煤工作面周圍的沖擊地壓程度不同地均受到周期來壓和超前壓力的影響。4層煤超前支承壓力分布曲線圖事故教訓及體會體會之一:沖擊地壓是采礦業(yè)的難題之一。其發(fā)生原因與發(fā)生機理相當復雜,不同的礦井發(fā)生特點和發(fā)生規(guī)律不同,同一礦井不同的開采范圍沖擊地壓發(fā)生規(guī)律也不完全相同。目前世界范圍內(nèi)對沖擊地壓發(fā)生原因仍沒有完全弄清楚。體會之
7、二:目前沖擊地壓防治手段不能滿足現(xiàn)場需要。特別是卸壓治理措施不完備,卸壓效果不徹底;監(jiān)測預報無法實現(xiàn)定量監(jiān)測預報,預報準確率普遍較低。體會之三:在目前的防治技術(shù)條件下,沖擊地壓危險一旦形成,很難徹底消除。因此需要在礦井開采部署、巷道布置、支護技術(shù)、開采方法上超前考慮,防止產(chǎn)生集中應力。在沖擊地壓危險區(qū),生產(chǎn)組織要以滿足防沖要求為前提。體會之四:要實現(xiàn)均衡開采。降低礦井開采強度,防止采掘相互影響。事故教訓及體會事故教訓及體會體會之五:要持之以恒地嚴格落實現(xiàn)場的防沖措施。根據(jù)礦井實際不斷研究制定針對性的防治與個體防護措施,力爭做到有危險不沖擊、有沖擊不破壞、有破壞不傷
8、人。體會之